CN215106208U - 一种摩擦-防屈曲支撑结构及其支撑框架体系 - Google Patents

一种摩擦-防屈曲支撑结构及其支撑框架体系 Download PDF

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阚义文
王志斌
张健新
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Abstract

本申请提供一种摩擦‑防屈曲支撑结构及其支撑框架体系,其中,摩擦‑防屈曲支撑结构包括核心芯板,位于核心芯板顶部且安装在核心芯板沿宽度方向两侧的第一型钢、第二型钢,位于核心芯板底部且安装在核心芯板沿宽度方向两侧的第三型钢、第四型钢,安装在第一型钢与第二型钢间的第一方钢管,安装在第二型钢与第三型钢间的第二方钢管;核心芯板上沿宽度方向两侧分别开设有第一长孔、第二长孔;第一长孔内设有用于固定第一型钢与第三型钢的第一螺杆;第二长孔内设有用于固定第二型钢与第四型钢的第二螺杆。通过上述结构,使得抗震过程中,耗能效率较高,可通过摩擦耗能,抗震性能较好,有助于提高支撑框架以及建筑群的抗侧强度及抗震性能。

Description

一种摩擦-防屈曲支撑结构及其支撑框架体系
技术领域
本公开一般涉及建筑领域,具体涉及一种摩擦-防屈曲支撑结构及其支撑框架体系
背景技术
地震中建筑物受地震力的作用而产生的大量破坏与倒塌,是造成地震灾害的直接原因。因此,如何实现更加稳定的连接、如何更好的抵抗地震等自然灾害,是关系建筑物安全性能的重要指标。
传统的抗震方法是通过框架结构本身的塑性变形来耗散地震能量,其耗能作用小,当地震来临时,易使建筑结构产生损伤甚至坍塌,抗震效果较差。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供结构简单,耗能效率较高,可通过摩擦耗能且抗震性能较好的一种摩擦-防屈曲支撑结构及其支撑框架体系。
第一方面本申请提供摩擦-防屈曲支撑结构,包括核心芯板,位于所述核心芯板顶部且安装在所述核心芯板沿宽度方向两侧的第一型钢、第二型钢,位于所述核心芯板底部且安装在所述核心芯板沿宽度方向两侧的第三型钢、第四型钢,安装在所述第一型钢与所述第二型钢间的第一方钢管,安装在所述第二型钢与所述第三型钢间的第二方钢管;
所述核心芯板沿宽度方向两侧分别开设有第一长孔、第二长孔;所述第一长孔内设有用于固定所述第一型钢与所述第三型钢的第一螺杆;所述第二长孔内设有用于固定所述第二型钢与所述第四型钢的第二螺杆。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述第一方钢管与所述第二方钢管内浇筑有混凝土。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述第一方钢管远离所述核心芯板一侧安装有上连接板,所述上连接板与所述第一型钢以及所述第二型钢固定连接;
所述第二方钢管远离所述核心芯板一侧安装有下连接板,所述下连接板与所述第三型钢以及所述第四型钢固定连接。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述第一型钢、所述第二型钢、所述第三型钢以及所述第四型钢为工字钢或槽钢。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述核心芯板沿长度方向两端安装有安装架。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述安装架包括分别安装在所述核心芯板端部两侧的第一肋板以及第二肋板。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述第一肋板以及所述第二肋板为直角梯形结构,所述第一肋板以及所述第二肋板的下底分别与所述核心芯板端部两侧固定连接;
所述第一肋板的锐角端与所述第一方钢管端部固定连接;
所述第二肋板的锐角端与所述第二方钢管端部固定连接。
第二方面,本申请提供摩擦-防屈曲支撑框架体系,包括由预制柱、预制梁组成的支撑框架以及如上述结构所述的摩擦-防屈曲支撑结构;所述摩擦-防屈曲支撑结构安装在所述支撑框架内。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述支撑框架内一组对角安装有节点板,所述安装架与所述节点板焊接固定。
本申请的有益效果在于:使用时,可将所述摩擦-防屈曲支撑结构安装在支撑框架内,当地震来临时,地震力经由所述支撑框架传递至所述摩擦-防屈曲支撑结构上;
地震力较小时,核心芯板未曾屈服;由核心芯板、核心芯板与所述第一型钢、第二型钢、第三型钢、第四型钢间的静摩擦力提供支撑抗侧移刚度;
地震力较大时,所述核心芯板屈服并产生塑性变形,所述第一螺杆在所述第一长孔内移动,所述第二螺杆在所述第二长孔内移动,所述核心芯板与所述第一型钢、第二型钢、第三型钢、第四型钢间产生相对位移,其所产生的动摩擦力耗能,增加了支撑的耗能效率。
同时,由所述第一方钢管与所述第一型钢、第二型钢固定连接,由所述第二方钢管与所述第三型钢、第四型钢固定连接,使得共同构成了支撑主体;当核心芯板受压屈服时,会产生平面外的力,由支撑主体进行约束,可防止支撑平面外失稳,增加了抗震稳定性,也便于震后修复,节约了震后的修复成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本申请提供的一种摩擦-防屈曲支撑结构的结构示意图;
图2为图1所示摩擦-防屈曲支撑结构的左视结构示意图;
图3为图2所示核心芯板5的俯视结构示意图;
图4为本申请提供的一种摩擦-防屈曲支撑框架体系的结构示意图;
图5为图4所示框架单元20的结构示意图。
图6为图1所示第一型钢、第二型钢、第三型钢、第四型钢为工字钢的结构示意图。
图中标号:
1、第一型钢;2、第二型钢;3、第三型钢;4、第四型钢;5、核心芯板;6、第一方钢管;7、第二方钢管;8、第一长孔;9、第二长孔;10、第一螺杆;11、第二螺杆;12、上连接板;13、下连接板;14、安装架;15、第一肋板;16、第二肋板;17、预制柱;18、预制梁;19、支撑框架;20、框架单元;21、节点板;22、第三肋板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
请参考图1至图3为本申请提供的一种摩擦-防屈曲支撑结构的结构示意图,包括核心芯板5,位于所述核心芯板5顶部且安装在所述核心芯板5沿宽度方向两侧的第一型钢1、第二型钢2,位于所述核心芯板5底部且安装在所述核心芯板5沿宽度方向两侧的第三型钢3、第四型钢4,安装在所述第一型钢1与所述第二型钢2间的第一方钢管6,安装在所述第二型钢2与所述第三型钢3间的第二方钢管7;
所述核心芯板5沿宽度方向两侧分别开设有第一长孔8、第二长孔9;所述第一长孔8内设有用于固定所述第一型钢1与所述第三型钢3的第一螺杆10;所述第二长孔9内设有用于固定所述第二型钢2与所述第四型钢4的第二螺杆11。
具体的,如图1所示,所述第一型钢1、第二型钢2、第三型钢3以及第四型钢4与所述核心芯板5互相平行。
具体的,所述第一螺杆10以及所述第二螺杆11为高强螺杆。
具体的,所述第一型钢1的底部、所述第三型钢3的顶部设有第一螺纹孔;使得所述第一螺杆10可穿过两个所述第一螺纹孔以及所述第一长孔8,将所述核心芯板5、第一型钢1、第三型钢3固定连接。同理,所述第二型钢2的底部、所述第四型钢4的顶部设有第二螺纹孔,使得所述第二螺杆11可穿过两个所述第二螺纹孔以及所述第二长孔9,将所述核心芯板5、第二型钢2、第四型钢4固定连接。
具体的,所述第一长孔8、第二长孔9贯穿设置于所述核心芯板5且靠近其沿宽度方向的两侧边缘;所述第一长孔8的数量可以为一个、两个或多个;所述第二长孔9的数量可以为一个、两个或多个。例如图3所示,所述核心芯板5上设有排列设置的三个第一长孔8以及三个第二长孔9。
工作原理:使用时,可将所述摩擦-防屈曲支撑结构安装在所述支撑框架19内,当地震来临时,地震力经由所述支撑框架19传递至所述摩擦-防屈曲支撑结构上;
地震力较小时,所述核心芯板5未曾屈服;由所述核心芯板5以及其与所述第一型钢1、第二型钢2、第三型钢3、第四型钢4间的静摩擦力提供支撑抗侧移刚度;
地震力较大时,所述核心芯板5屈服并产生塑性变形,所述第一螺杆10在所述第一长孔8内移动,所述第二螺杆11在所述第二长孔内移动,所述核心芯板5与所述第一型钢1、第二型钢2、第三型钢3、第四型钢4间产生相对位移,其所产生的动摩擦力耗能,增加了支撑的耗能效率。
同时,由所述第一方钢管6与所述第一型钢1、第二型钢2固定连接,由所述第二方钢管7与所述第三型钢3、第四型钢4固定连接,使得其共同构成了支撑主体;当所述核心芯板5受压屈服时,会产生平面外的力,由支撑主体进行约束,可防止支撑平面外失稳,增加了抗震稳定性,也便于震后修复,节约了震后的修复成本。
其中,在所述第一方钢管6与所述第二方钢管7的优选实施方式中,所述第一方钢管6与所述第二方钢管7内浇筑有混凝土。通过浇筑混凝土使得提高了支撑抗侧刚度。
其中,在所述第一方钢管6与所述第二方钢管7的优选实施方式中,所述第一方钢管6远离所述核心芯板5一侧安装有上连接板12,所述上连接板11与所述第一型钢1以及所述第二型钢2固定连接;
所述第二方钢管7远离所述核心芯板5一侧安装有下连接板13,所述下连接板13与所述第三型钢3以及所述第四型钢4固定连接。
具体的,如图1所示,所述上连接板12两端安装有用于分别固定所述第一型钢1顶部、第二型钢2顶部的上螺栓;所述下连接板13两端安装有用于分别固定所述第三型钢3底部、第四型钢4底部的下螺栓。
具体的,所述第一方钢管6远离所述核心芯板5一端与所述上连接板12端面焊接固定;所述第二方钢管7远离所述核心芯板5一端与所述下连接板13焊接固定。
其中,在所述支撑结构的优选实施方式中,所述第一型钢1、所述第二型钢2、所述第三型钢3以及所述第四型钢4为工字钢或槽钢。
如图1所示,所述第一型钢1、第二型钢2、第三型钢3、第四型钢4为槽钢;所述第一型钢1、第二型钢2开口一侧对应设置;所述第三型钢3、第四型钢4开口一侧对应设置。
如图6所示,所述第一型钢1、第二型钢2、第三型钢3、第四型钢4为工字钢;所述第一型钢1、第二型钢2靠近所述核心芯板5一侧的翼缘与所述核心芯板5固定连接;所述第三型钢3、第四型钢4靠近所述核心芯板5一侧的翼缘与所述核心芯板5固定连接。
其中,在所述核心芯板5的优选实施方式中,所述核心芯板5沿长度方向两端安装有安装架14。
优选的,所述安装架14为T型结构,使得可防止所述安装架3在受到地震力作用时而屈服失稳,增加了抗震效果。
其中,在所述安装架14的优选实施方式中,所述安装架14包括分别安装在所述核心芯板5端部两侧的第一肋板15以及第二肋板16。
具体的,所述第一肋板15与所述第二肋板16对称设置,使得所述安装架14受到地震力作用时,受力较为平均,防止一侧受力过大而直接损坏,有利于提高抗震性能。
其中,在所述第一肋板15以及所述第二肋板16的优选实施方式中,所述第一肋板15以及所述第二肋板16为直角梯形结构,所述第一肋板15以及所述第二肋板16的下底分别与所述核心芯板5端部两侧固定连接;
所述第一肋板15的锐角端与所述第一方钢管6端部固定连接;
所述第二肋板16的锐角端与所述第二方钢管7端部固定连接。
上述结构中,所述第一肋板15与所述第二肋板16形成类“T”字形结构,防止地震力作用下产生屈服失稳;
由于所述第一肋板15以及所述第二肋板16为直角梯形结构:
且所述第一肋板15以及所述第二肋板16对应于直角梯形结构的下底边分别与所述核心芯板5端部两侧固定连接,使得所述第一肋板15、第二肋板16与所述核心芯板5连接面积较大,有助于提高结构强度。
所述第一肋板15、第二肋板16的锐角端分别与所述第一方钢管6、第二方钢管7端部固定连接,使得所述第一肋板15、第二肋板16所对应其直角梯形结构的斜边一侧可防止应力集中,有助于提高抗震效果。
实施例2
如图4及图5为本申请提供一种摩擦-防屈曲支撑框架体系,包括由预制柱17、预制梁18组成的支撑框架19以及如上述结构所述的摩擦-防屈曲支撑结构;所述摩擦-防屈曲支撑结构安装在所述支撑框架19内。
具体的,所述预制柱17以及所述预制梁18为多个,多个水平设置的预制梁18以及多个竖直设置的预制柱17组成所述支撑框架19,所述支撑框架19具有多个框架单元20,每个框架单元20均包括相对位于上侧、相对位于下侧的两个预制梁18,相对位于左侧以及相对位于右侧的两个预制柱17,所述摩擦-防屈曲支撑支撑结构安装在所述框架单元20内,所述摩擦-防屈曲支撑结构两端的安装架14与预制柱17、预制梁18所组成的框架单元20的内侧壁固定连接。
其中,在所述摩擦-防屈曲支撑结构的优选实施方式中,所述支撑框架19内一组对角安装有节点板21,所述安装架14与所述节点板21焊接固定。
具体的,由上述结构可知,所述安装架14包括所述第一肋板15以及所述第二肋板16;所述第一肋板15以及所述第二肋板16与所述节点板21固定连接。
具体的,所述节点板21上安装有第三肋板22。
具体的,所述节点板21还可安装在相对位于上侧及相对位于下侧的两个预制梁18的中间位置,使得所述摩擦-防屈曲支撑结构呈“1”字安装在所述框架单元15内。
具体的,每个所述框架单元15内可根据实际需求安装一个、两个或多个所述铅-防屈曲支撑结构,例如可设置两个所述摩擦-防屈曲支撑结构,使得其组成“人”字形、“X”字型或“十”字形等结构。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:包括核心芯板(5),位于所述核心芯板(5)顶部且安装在所述核心芯板(5)沿宽度方向两侧的第一型钢(1)、第二型钢(2),位于所述核心芯板(5)底部且安装在所述核心芯板(5)沿宽度方向两侧的第三型钢(3)、第四型钢(4),安装在所述第一型钢(1)与所述第二型钢(2)间的第一方钢管(6),安装在所述第二型钢(2)与所述第三型钢(3)间的第二方钢管(7);
所述核心芯板(5)沿宽度方向两侧分别开设有第一长孔(8)、第二长孔(9);所述第一长孔(8)内设有用于固定所述第一型钢(1)与所述第三型钢(3)的第一螺杆(10);所述第二长孔(9)内设有用于固定所述第二型钢(2)与所述第四型钢(4)的第二螺杆(11)。
2.根据权利要求1所述的摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:所述第一方钢管(6)与所述第二方钢管(7)内浇筑有混凝土。
3.根据权利要求1所述的摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:
所述第一方钢管(6)远离所述核心芯板(5)一侧安装有上连接板(12),所述上连接板(11)与所述第一型钢(1)以及所述第二型钢(2)固定连接;
所述第二方钢管(7)远离所述核心芯板(5)一侧安装有下连接板(13),所述下连接板(13)与所述第三型钢(3)以及所述第四型钢(4)固定连接。
4.根据权利要求1所述的摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:所述第一型钢(1)、所述第二型钢(2)、所述第三型钢(3)以及所述第四型钢(4)为工字钢或槽钢。
5.根据权利要求1所述的摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:所述核心芯板(5)沿长度方向两端安装有安装架(14)。
6.根据权利要求5所述的摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:所述安装架(14)包括分别安装在所述核心芯板(5)端部两侧的第一肋板(15)以及第二肋板(16)。
7.根据权利要求6所述的摩擦-防屈曲支撑结构,其特征在于:所述第一肋板(15)以及所述第二肋板(16)为直角梯形结构,所述第一肋板(15)以及所述第二肋板(16)的下底分别与所述核心芯板(5)端部两侧固定连接;
所述第一肋板(15)的锐角端与所述第一方钢管(6)端部固定连接;
所述第二肋板(16)的锐角端与所述第二方钢管(7)端部固定连接。
8.一种摩擦-防屈曲支撑框架体系,其特征在于:包括由预制柱(17)、预制梁(18)组成的支撑框架(19)以及如权利要求1-7任意一项所述的摩擦-防屈曲支撑结构;所述摩擦-防屈曲支撑结构安装在所述支撑框架(19)内。
9.根据权利要求8所述的摩擦-防屈曲支撑框架体系,其特征在于:所述支撑框架(19)内一组对角安装有节点板(21),所述安装架(14)与所述节点板(21)焊接固定。
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